تتكون المادة الخام المستخدمة في تصنيع المرشحات الرغوية الخزفية من مادة رغوية مرنة مائية ذات خلايا مفتوحة، تحتوي على عدد كبير من الفراغات المترابطة، والتي تحيط بها شبكة من المادة الرغوية المرنة. ومن بين المواد النموذجية التي يمكن استخدامها الرغوات البوليمرية، مثل رغوات البولي يوريثان، ورغوات السليلوز. بشكل عام، يمكن استخدام أي رغوة بلاستيكية عضوية قابلة للاحتراق تتمتع بالمرونة والقدرة على استعادة شكلها الأصلي. يجب أن تُحرق الرغوة أو تتطاير عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة حرق المادة الخزفية المستخدمة. وبالمثل، يجب استخدام مادة رغوية تحتوي على 5 إلى 100 مسام لكل بوصة لتوفير سطح الترشيح اللازم. وبالطبع، يمكن أن يختلف حجم مادة الرغوة وفقًا للحجم المطلوب لمادة المرشح النهائية.
بشكل عام، يعتمد استخدام الملاط الخزفي المائي بطبيعة الحال على المادة الخزفية المطلوبة للمعدن المختار المراد ترشيحه. ويجب أن تتمتع البنية و/أو القوة الميكانيكية بخصائص كافية في المنتج النهائي لمقاومة الهجوم الكيميائي لمعدن منصهر معين، ومقاومة ظروف درجات حرارة عالية محددة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تتمتع الملاط بدرجة عالية من السيولة وأن تتكون من معلق مائي من السيراميك المخصص للاستخدام في المرشحات. تشمل المواد الخزفية النموذجية التي يمكن استخدامها أكسيد الألومنيوم، وأكسيد الكروم، وأكسيد الزركونيوم، وأكسيد المغنيسيوم، وثاني أكسيد التيتانيوم، وثاني أكسيد السيليكون، ومخاليط منها. وتشمل المواد الخزفية المفضلة ما بين 40 إلى 95% من Al₂O₃؛ ويفضل أن يكون محتوى Al₂O₃ هو 50%؛ وما بين 1 إلى 25% من Cr₂O₃؛ من 0.1 إلى 12% من البنتونيت؛ ومن 0.1 إلى 12% من الكاولين؛ ومن 2.5% إلى 25% من عامل التصلب بالهواء. وفقًا للاختراع الحالي، تُضاف مادة الألياف الخزفية المضافة إلى الملاط الخزفي وتُوزَّع فيه بواسطة خلاط عالي الكثافة. وقد تبيّن أن إضافة أكثر من 5% بالوزن من الألياف الخزفية إلى الملاط يمكن أن يتسبب في تكتل الألياف، مما يحول دون الحصول على قابلية تشتت جيدة. بالإضافة إلى ذلك، تبيّن أنه يجب إضافة ما لا يقل عن 1% لزيادة القوة بشكل ملحوظ. ومن الناحية المثالية، يُفضل أن تتجاوز كمية الإضافة 1.5%.
عملية تصنيع المرشحات الرغوية الخزفية
يتم تحضير معجون خزفي مائي مضاف إليه ألياف خزفية، ثم يتم تشريب الرغوة بهذه المادة لتغليف شبكة الألياف بها وملء الفراغات بها بشكل كبير. ثم، يتم ضغط المادة المشبعة عن طريق عصرها عبر أسطوانة محددة مسبقًا، بحيث يتم تفريغ حوالي 80% من الملاط بشكل مفضل، ويتم توزيع الباقي بالتساوي في جميع أنحاء مادة الرغوة، ويفضل أن يتم ذلك بحيث يتم سد بعض الثقوب بشكل متجانس لزيادة الالتواءات والانحناءات. ثم تُجفف مادة الرغوة المطلية وتُسخَّن لحرق الرغوة العضوية المرنة أولاً، ثم تلبيد الطلاء الخزفي، مما يوفر رغوة خزفية منصهرة تحتوي على عدد من الفراغات المترابطة، والتي تكون ملتصقة ببنية الرغوة المرنة أو محاطة بشبكة خزفية منصهرة. تبرز ألياف السيراميك من جدران السيراميك المنصهر، مما يوفر سطحًا خشنًا على مسام مرشح رغوي خزفي, ، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة ترشيح المعدن المنصهر.
